Cпециальная техника для открытых горных работ
Горнодобывающая промышленность на современном этапе характеризуется интенсивным развитием открытого способа разработки полезных ископаемых.
Базой для повышения производительности труда на открытых разработках является механизация и автоматизация всех основных и вспомогательных работ Рост единичных мощностей горных машин, переход от внедрения отдельных машин к созданию и внедрению взаимоувязанных своими рабочими параметрами и технологическими функциями систем машин.
КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ МАШИН ДЛЯ ОТКРЫТОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Основные типы горных машин, используемых для добычи полезных ископаемых открытым способом:
- буровые станки,
- выемочно-погрузочные,
- выемочно-транспортирующие машины.
Буровые станки, входящие в группу бурильных машин (см. раздел 1), используются для проведения работ по подготовке горных пород к выемке.
Выемочно-погрузочные машины
К классу выемочно-погрузочных машин относятся экскаваторы, появление которых происходит от латинских слов «ех» и «caveo», означающих «выкапыватель». Экскаватор — основное средство механизации при открытой добыче угля, руды и строительных материалов.
Экскаваторы предназначены для зачерпывания горной массы, перемещения ее на относительно небольшие расстояния и погрузки в транспортные средства или отсыпки в отвал.
В создании современных экскаваторов большую роль сыграли изобретения русских ученых и инженеров. Впервые в мире в 1809 г. был создан «копательный ковш» с ручным приводом, который применялся при разработке песка на Днепре и является прототипом современных экскаваторов.
В России в 1812 г. на Ижорском заводе по проекту инженера А. Бетанкура была построена паровая землечерпалка, применявшаяся в Кронштадте.
Американский инженер В.Оттис получил в 1833 г. патент на «крановую лопату», в 1836 г. по его чертежам был построен первый одноковшовый экскаватор.
Экскаваторы делятся на две большие группы:
- машины периодического (цикличного) действия;
- машины непрерывного действия.
Группу машин периодического действия составляют одноковшовые экскаваторы, непрерывного действия — многоковшовые экскаваторы.
Устройство
Любой экскаватор, одно- или многоковшовый, состоит из следующих основных частей:
- рабочего,
- механического,
- ходового и силового оборудования,
- механизмов управления,
- рамы и кузова.
Существующие экскаваторы классифицируют по следующим признакам:
- назначению и роду выполняемой работы;
- вместимости ковша (одноковшовые) или теоретической производительности (многоковшовые);
- видам рабочего, ходового и силового оборудования.
Значения вместимости ковша одноковшовых экскаваторов и теоретической производительности многоковшовых роторных экскаваторов приведены в табл. 4.1 для отечественных экскаваторов.
Одноковшовые экскаваторы
Одноковшовые экскаваторы по конструкциям рабочего оборудования делятся на две группы. К первой относятся экскаваторы, у которых ковш закреплен на жестких балках (стрела и рукоять) и поэтому имеет принудительную траекторию движения:
- прямая лопата,
- обратная лопата.
Ко второй группе относятся экскаваторы, имеющие гибкую связь (канаты) ковша с машиной, — драглайны, грейфер, кран, копер. У этих экскаваторов траектория движения ковша определяется весом ковша и свойствами горных пород.
Многоковшовые экскаваторы
Многоковшовые экскаваторы по способу обработки забоя могут быть верхнего копания, нижнего копания, верхнего и нижнего копания.
По характеру движения рабочего органа :
- продольного копания, у которых направление рабочего движения совпадает с направлением перемещения экскаватора;
- поперечного копания, у которых направление рабочего движения (ротора, цепи, скребка) перпендикулярно к направлению перемещения экскаватора,
- радиального копания, у которых рабочий орган (ротор, ковшовая цепь) поворачивается вместе с верхним строением относительно базы машины.
На открытых горных работах применяются преимущественно роторные и цепные многоковшовые экскаваторы поперечного и радиального копания. К экскаваторам продольного копания относятся траншейные и фрезерные землеройные машины, предназначенные для прорытия траншей, строительства каналов и других земляных работ.
На экскаваторах продольного копания применяется дизельное и дизель-электрическое силовое оборудование.
Выемочно-транспортирующие машины
Выемочно-транспортирующими машинами (ВТМ) называются такие машины, которые одновременно с отделением (или после отделения) горной породы от массива перемещают (транспортируют) ее, причем движение рабочего органа в этот период осуществляется перемещением всей машины, как правило, за счет развиваемого ею тягового усилия.
К группе ВТМ относятся:
- бульдозеры,
- скреперы,
- грейдеры,
- фронтальные погрузчики,
- рыхлители.
Считается экономичным перемещать породу скреперами с гусеничными тягачами в пределах 300—900 м, самоходными колесными скреперами — до 3—6 км, бульдозерами, при расположении отвала под углом 90° к оси движения, — на расстояние не более 150 м.
Фронтальные погрузчики цикличного действия используются на погрузке разрыхленных скальных пород в транспортные средства или для доставки пород самостоятельно.